4.1 檸檬酸鹽化成處理
4.1.2 動電位極化曲線量測
率。整體而言，每 10 ml 之甘油基化成液之水含量約在 1 g 左右，由於原水基化成
液每 10 ml 之水含量約在 8.6 ~ 8.8 g（因硫酸銅濃度不同），因此使用乙醇將反應物
種自水溶液中分離，粗估可去除 88%以上的水，如圖 4.1 所示。
圖 4.1 含不同濃度銅離子之甘油基檸檬酸鹽化成液中殘留水含量
4.1.2 動電位極化曲線量測
圖 4.2 為水基檸檬酸鹽化成處理 Cit-A 與甘油基檸檬酸鹽化成處理 Cit-G 鈍化
膜之動電位極化曲線的比較。從結果可以發現，不論是水基或甘油基的檸檬酸鹽
鈍化膜，與未處理之 AZ31 鎂合金底材相比，腐蝕電位（Ecorr）均沒有太大差異。
但與此同時，經過處理的試樣不論在陰極或陽極區間的電流都明顯受到抑制，使
得腐蝕電流（Icorr）也大幅下降，如表 4-2 所示。
如前所述，由於鎂在陽極時可能產生負差值效應（NDE），導致陽極不會出現
典型活性極化的塔弗直線區；但從圖中仍可以看出，由於陽極腐蝕電流受到大幅
抑制，在經過檸檬酸鹽化成處理之後的試樣，在陽極區間出現了明顯的鈍化
（passivation）區間，在超過鈍化區間的孔蝕電位（或稱崩潰電位，Ebreak）後，電
流值會隨著正偏壓的提高快速增加，直到與未處理之 AZ31 鎂合金相當。
由於腐蝕溶液為中性且未經除氧，陰極反應主要是溶液中氧與水的還原：
O2+2H2O+4e−→4OH− （ 4.1）
2H2O+2e−→2OH−+H2 （ 4.2）
而陽極反應主要是鎂的氧化：
Mg→Mg2++2e− （ 4.3）
因此，透過動電位極化曲線的分析，可以發現檸檬酸鹽化成處理可以有效形
成一腐蝕保護層，降低鎂的氧化速率，同時降低溶液中氫或水在鎂合金表面還原
的速率。
圖 4.2 未處理之 AZ31 鎂合金與經 Cit-A 及 Cit-G 化成處理
試樣之動電位極化曲線量測結果
表 4-2 AZ31 鎂合金於檸檬酸鹽化成前後動電位極化曲線
量測之腐蝕電位與腐蝕電流值
Ecorr (VSCE) Icorr (µA/cm2)
AZ31 -1.553 (±0.010) 10.2 (±4.41)
Cit-A -1.548 (±0.002) 6.30 (±0.16)
NaCit-A -1.540 (±0.001) 9.38 (±0.48)
CuCit-A -1.417 (±0.001) 317 (±2.70)
Cit-G -1.548 (±0.001) 3.80 (±2.06)
NaCit-G -1.545 (±0.001) 6.19 (±0.22)
CuCit-G -1.484 (±0.019) 2.62 (±1.51)
Cu2Cit-G -1.405 (±0.031) 1.90 (±0.57)
圖 4.3 AZ31 鎂合金經不同水基檸檬酸鹽化成處理後
之動電位極化曲線量測結果
若以不同的水基檸檬酸鹽化成處理相比（圖 4.3），可以發現在添加硫酸鈉之
後得到的 NaCit-A 鈍化膜，雖然大致上具有與 Cit-A 鈍化膜相似的行為，仍有些許
鈍化效果，但不論在陰極或陽極區間，抑制電流的能力都呈現明顯下降。相較之
下，添加硫酸銅的 CuCit-A 鈍化膜則表現出完全不同的行為：由於陰極電流的大
幅提高，導致 CuCit-A 鈍化膜具有非常高的腐蝕電位（見表 4-2），但整體而言並
未表現出較未處理之 AZ31 鎂合金更好的抗腐蝕性質。CuCit-A 鈍化膜不但不具有
鈍化區間，且橫跨整個動電位極化曲線掃描的電位區間，電流值幾乎都不會小於
未處理之 AZ31 鎂合金。
圖 4.4 AZ31 鎂合金經不同甘油基檸檬酸鹽化成處理後
之動電位極化曲線量測結果
然而，當自水基化成處理之後轉為甘油基化成處理系統之後，則呈現不同的
結果（圖 4.4）。如前所述，未添加硫酸鈉與硫酸銅的甘油基 Cit-G 鈍化膜與水基
Cit-A 鈍化膜在動電位極化曲線量測中並未呈現明顯差異。然而在添加硫酸鈉之 後，甘油基 NaCit-G 鈍化膜卻不像水基 NaCit-A 鈍化膜一樣出現明顯鈍化能力的衰
退；不論從腐蝕電流或腐蝕電位（見表 4-2）來看，NaCit-G 仍然與 Cit-G 鈍化膜
有著相當的抗蝕能力。而水基與甘油基鈍化處理的差異在添加硫酸銅之後更加明
顯：有別於水基 CuCit-A 處理後幾乎未表現出任何鈍化的效果，相較於 Cit-G 鈍化
膜，甘油基的 CuCit-G 鈍化膜不但對陰極電流有著相同的抑制能力，且對陽極區
間的電流抑制更加明顯，除了腐蝕電位有顯著提升之外，鈍化區間範圍與孔蝕電
位同時也大幅增加。而若比較不同硫酸銅濃度的 CuCit-G 與 Cu2Cit-G 鈍化膜，則
可以發現腐蝕電位提升與腐蝕電流下降的效果，有隨著硫酸銅濃度的增加而升高
的趨勢。